仪表放大电路学习

1、典型差分放大电路

由虚短知Vx=V1……aVy=V2……b由虚断知，运算放大器输入端没有电流流过，则R1、R2、R3可视为串联，通过每一个电阻的电流是相同的，电流I=（Vx-Vy）/R2……c则：Vo1-Vo2=I*（R1+R2+R3）=（Vx-Vy）（R1+R2+R3）/R2……d由虚断知，流过R6与流过R7的电流相等，若R6=R7，则Vw=Vo2/2……e同理若R4=R5，则Vout–Vu=Vu–Vo1，故Vu=（Vout+Vo1）/2……f由虚短知，Vu=Vw……g由efg得Vout=Vo2–Vo1……h由dh得Vout=（Vy–Vx）（R1+R2+R3）/R2上式中（R1+R2+R3）/R2是定值，此值确定了差值（Vy–Vx）的放大倍数。这个电路就是传说中的差分放大电路了。

　　

 

差分信号接在两个前级运放的同相输入端，由这两个反馈回路可得：

可解得  ， 

再看第二级放大器反馈回路，由叠加原理可得：

当  时：

最终可得：

其实在实际应用中，改变  就能改变整个电路的增益，但这要保证上述几个阻值的高度对称，如果工程师们用分立的元件实现这样的电路显得很困难，所以半导体厂家把上述电路制成在一块硅片上，硅片上的电阻可以做到近乎统一，所以实际的放大器内部结构如下图所示（图为TI公司的低功耗、零漂移的轨至轨放大器INA333）。

图中  即为公式中  ，可以看出电路图与之前的三运放仪表放大器电路图完全相同。其中  。

 

 

参考链接：

https://mp.weixin.qq.com/s/EVPhRZXVThwgisreIoD5HA

https://zhuanlan.zhihu.com/p/33040671